(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211210470.1 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 安徽兰宝智造科技有限公司 地址 243100 安徽省马鞍山市 当涂县经济 开发区大城坊西路1 1号 (72)发明人 许永童　谢勇　韦红光　瞿庆颜　 (74)专利代理 机构 合肥正则元起专利代理事务 所(普通合伙) 3416 0 专利代理师 田浩 (51)Int.Cl. H02J 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于电源回路的开关量传感器的智能 通讯方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于电源回路的开关量 传感器的智能通讯方法， 属于开 关量传感器技术 领域， 具体方法包括： 标定装置单片机串行输出 口经逻辑转换后控制电压输出， 产生两种电源电 压为传感器进行供电， 将待传输的数据转变为电 源电压的高低变化信号； 该电源在传感器中通过 电源采样电路进行采样， 并将采样数据送至传感 器单片机的电压比较器与指定电压进行比较， 获 得对应比较结果， 将获得的比较结果从电压比较 器输出引脚输出， 并将该输出连接到传感器单片 机的串行口输入引脚上， 构成标定装置串行数据 输出到传感器串行数据输入的通路； 利用电源回 路实现数据从控制器到传感器的传输； 利用开关 量传感器固有的信号输出线实现数据从传感器 到控制器的传输 。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115459451 A 2022.12.09 CN 115459451 A 1.一种基于电源回路的开关量传感器的智能通讯方法， 其特 征在于， 具体方法包括： 标定装置单片机串行输出口经逻辑转换后控制电压输出， 产生两种电源电压为传感器 进行供电， 将待传输的数据转变为电源电压的高低变化信号； 该电源在传感器中通过电源 采样电路进行采样， 并将采样数据送至传感器单片机的电压比较器与指定电压进行比较， 获得对应比较结果， 将获得的比较结果从电压比较器输出引脚输出， 并将该输出连接到传 感器单片 机的串行口输入引脚上， 构成标定装置串行数据输出到传感器串 行数据输入的通 路。 2.根据权利要求1所述的一种基于电源回路的开关量传感器的智能通讯方法， 其特征 在于， 将电源线连接至D1， 在D1的正相端增加 两个电阻R1、 R2进行分压， 通过单片机内置的 比较器实现电平 转换， 当传感器中的CPU不具有电压比较器时， 经三极管Q2将分压转换成高 低电平， 提供 给传感器单片机内部串口， 实现数据的接收。 3.根据权利要求1所述的一种基于电源回路的开关量传感器的智能通讯方法， 其特征 在于， 在标定装置中加入电平 转换电路， 用于转换传感器传输过来的高低电平信号， 又将传 感器中CPU的串 行口作了功能复用， 在数据传输时作串 行输出引脚， 非目标时间作为普能IO 口输出， 以输出传感器的感应 状态。 4.根据权利要求1所述的一种基于电源回路的开关量传感器的智能通讯方法， 其特征 在于， 指定电压的设置方式为： 进行数据模拟实验， 获得若干组模拟数据， 为每组模拟数据设置对应的符合区间， 进行 符合区间统计分析， 获得范围电压区间， 将获得的范围电压区间分割为若干个片段区间， 进 行片段区间的代表抗干扰值计算， 根据计算的代表抗干扰值选择对应的片段区间为目标区 间， 在目标区间中选择对应的指定电压 。 5.根据权利要求4所述的一种基于电源回路的开关量传感器的智能通讯方法， 其特征 在于， 进行片段区间的代 表抗干扰值计算的方法包括： 根据片段区间数量在各个片段区间内等分插入对应的插入点， 将插入点标记为i， 其中 i＝1、 2、……、 n， n为正整数； 识别插入点的电压值， 标记 为插入值Ui， 设置定位值， 将设置的 定位值标记为Uo， 获取标定装置和传感器历史运行数据， 对标定装置和传感器历史运行数 据进行分析， 设置插入值对应的适应值以及对应的概率调整系数， 将适应值标记为SYi， 将 概率调整系数标记为β i， 根据公式 计算代表抗干扰值， 其 中α 为电压值 转化系数。 6.根据权利要求5所述的一种基于电源回路的开关量传感器的智能通讯方法， 其特征 在于， 在目标区间中选择对应的指定电压的方法包括： 根据公式β i ×SYi‑α×|Ui‑Uo|计算各个插入点的插入代表值， 根据目标区间内各个插 入代表值生成区间曲线图， 识别区间曲线顶点对应的电压值， 标记为指定电压 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115459451 A 2一种基于电源回路的开关量传感器的智能通讯方 法 技术领域 [0001]本发明属于开关量传感器技术领域， 具体是一种基于电源回路的开关量传感器的 智能通讯方法。 背景技术 [0002]开关量传感器是工业自动化设备的神经末梢， 应用非常广泛。 但传感器的生产过 程工艺比较复杂， 传感器的性能受工艺影响较大。 比如检测距离、 温度补偿等等。 特别是随 着单片机的应用越来越广泛， 智能开关量传感器的设计也越来越多。 通过通讯的方式实现 传感器的标定、 补偿修 正， 甚至软件的在线升级已经变得 可能。 [0003]多数通讯补偿在传感器半成品阶段可以进行， 但是产品完成生产后， 通讯接 口被 封闭在产品内部， 通讯接口无法连接， 不能再进 行二次标定。 部 分能实现二次标定的技术方 案多为通过输出线或通过电源线实现的单线通讯技术， 如基于电源线载波的单线通讯技 术， 基于输出线进行通讯 的IO‑LINK技术。 这些技术在实际应用中， 均需要使用专用的转换 芯片来实现， 实现成本较高。 由于传感器的用量很大， 降低 成本又能满足标定、 补偿和软件 升级的新的通讯方式具有良好的市场意 义。 发明内容 [0004]为了解决上述方案存在的问题， 本发明提供了一种基于电源回路的开关量传感器 的智能通讯方法。 [0005]本发明的目的可以通过以下技 术方案实现： [0006]一种基于电源回路的开关量传感器的智能通讯方法， 具体方法包括： [0007]标定装置单片机串行输出口经逻辑转换后控制电压输出， 产生两种电源电压为传 感器进行供电， 将待传输的数据转变为电源电压的高低变化信号； 该电源在传感器中通过 电源采样电路进 行采样， 并将采样数据送至传感器单片机的电压比较器与指定电压进 行比 较， 获得对应比较结果， 将获得的比较结果从电压比较器输出引脚输出， 并将该输出连接到 传感器单片机的串行口输入引脚上， 构成标定装置串 行数据输出到传感器串 行数据输入的 通路。 [0008]进一步地， 将电源线连接至D1， 在D1的正相端增加两个电阻R1、 R2进行分压， 通过 单片机内置的比较器实现电平转换， 当传感器中的CPU不具有电压比较器时， 经三极管Q2将 分压转换成高低电平， 提供 给传感器单片机内部串口， 实现数据的接收。 [0009]进一步地， 在标定装置中加入电平转换电路， 用于转换传感器传输过来的高低电 平信号， 又将传感器中CPU的串行口作了功能复用， 在数据传输时作串行输出引脚， 非目标 时间作为普能IO口输出， 以输出传感器的感应 状态。 [0010]进一步地， 指定电压的设置方式为： [0011]进行数据模拟实验， 获得若干组模拟数据， 为每组模拟数据设置对应的符合区间， 进行符合区间统计分析， 获得范围电压区间， 将获得的范围电压区间分割为若干个片段区说　明　书 1/4 页 3 CN 115459451 A 3